脑血屏障在控制蚂蚁行为中的作用

根据佩雷尔曼医学院的一项新研究，已经发现血脑屏障（BBB）在控制对蚁群功能至关重要的行为中起着重要作用。这项研究对蚂蚁行为背后复杂机制的影响超越了蚂蚁的世界。发表在 《细胞》杂志上的研究结果暗示了包括哺乳动物在内的其他物种也有类似的机制在起作用。

在蚂蚁和其他动物中，BBB由紧密锁定的细胞组成，保护大脑免受细菌和其他有害物质的侵害。保护屏障在大脑和神经系统的运作方式中起着关键作用。这项研究由丹尼尔·S·奥克大学教授兼宾夕法尼亚大学表观遗传学研究所所长雪莱·伯杰（Shelley Berger）和她的实验室领导，重点是木匠蚂蚁及其独特的种姓行为。蚁群内的这些不同种姓（社会群体）通常在蚁群内执行不同的任务，并且还经常表现出寿命的巨大差异。

在这些蚂蚁中，BBB产生一种特殊版本的酶幼年激素酯酶（Jhe），负责分解幼年激素（JH3），调节发育和繁殖成熟。然后，这种Jhe酶通常沉积在昆虫的血液中。然而，研究人员发现木蚁BBB产生的Jhe酶保留在BBB细胞内。这种局部酶控制进入工蚁大脑的JH3量。

同一蚁群中不同类型的工蚁有不同的职责，例如收集食物、建造隧道或保卫蚁群。新的发现表明，这部分是由于BBB中不同水平的JH3酶表达，导致大脑中不同水平的JH3激素。这些差异推动了同一蚁群内不同工蚁表现出的不同行为，包括觅食和防御。

“这项研究揭示了单一酶与蚂蚁复杂社会行为之间的显着联系，”伯杰说。“一种酶可以触发对菌落功能至关重要的不同工人行为之间的转变。血脑屏障在控制这些行为中的作用确实是显着的，其影响超出了蚂蚁世界。

这个故事是由马特·托尔（Matt Toal）撰写的。阅读更多 宾夕法尼亚医学新闻.